JP4047078B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一つの画素内に反射表示領域と透過表示領域とを備えた液晶表示装置に関し、とくにアレイ側の基板構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、屋外での使用を想定した液晶表示装置として、一画素内に反射表示領域(以下、反射部)と透過表示領域(以下、透過部)とを備えた半透過型液晶表示装置が多く用いられている。この半透過型液晶表示装置は、反射部は外光を、また透過部はバックライト光を光源とし、画像表示を行っている。
【0003】
図5は、半透過型液晶表示装置の画素構造を示す概略平面図、図6は、図5のA領域に対応する概略断面図である。
【0004】
ここでは、主な構成部分について説明するものとし、他の部分の構成や説明は省略する。以下、図5及び図6を参照しながら説明する。
【0005】
アレイ基板10は、透明なガラス基板11で構成されており、その平面領域は表示領域31と額縁領域32とに区分されている。このうち、表示領域31には、複数の信号線12及び層間絶縁膜13及びを介してこれらと直交する複数の走査線14がマトリクス状に配置され、このマトリクスの各格子(画素)毎に画素スイッチ素子としての画素TFT15及び画素電極16が形成されている。また、走査線14と並行に補助容量線17が形成されている。
【0006】
各画素において、透過部33は画素の中央域に、反射部34は画素の周辺域に配置されている。画素電極16は透過部33ではITO膜等により透明電極18として構成され、反射部34では金属膜等により反射電極19として構成されている。透過部33を画素の中央域に配置するのは、画素の周辺域には、信号線12や走査線14等の不透明配線が多く存在するため、光利用効率上、有利なためである。また、反射電極19は反射光の視野角を広げるため、表面に凹凸が形成されている。アレイ基板10の外側には偏光板20、バックライト21が配置され、内側には、その表面を覆うように、図示しない配向膜が形成されている。
【0007】
一方、対向基板22は、アレイ基板と同じく透明なガラス基板23で構成されており、その表面には対向電極24、カラーフィルタ25等が形成され、さらにその表面を覆うように図示しない配向膜が形成されている。また対向基板22の外側には偏光板26が配置されている。
【0008】
これらアレイ基板10及び対向基板22は、セルギャップを規定する柱状スペーサ27により所定間隔で対向配置され、基板の周辺を囲むように形成された図示しないシール材により貼り合わされている。また、基板間には液晶層28が注入され、内部に充填されている。
【0009】
ところで、半透過型液晶表示装置においては、透過部33と反射部34とでは光が液晶層28を通過する経路が異なる。すなわち、透過部33ではバックライト21からの透過光L1が1回だけ液晶層28を通過するのに対し、反射部34では対向基板22側から入射した外光が液晶層28を通過した後、反射電極19で反射して再び液晶層28を通過し、反射光L2として取り出される。このため、反射光L2の方が透過光L1よりも液晶層28を通過する距離が長くなる。したがって、反射表示時と透過表示時の両方で最適な光学特性を得るためには、反射部33と透過部34のそれぞれを最適なセルギャップで設計する必要がある。そこで、図6に示すように、反射電極19の下層に樹脂からなる凸部29を設け、また透明電極18の部分を凹部30とし、反射部34のセルギャップが透過部33よりも狭くなるようにして、外光が液晶層28を通過する距離を調整している。このような構成の半透過型液晶表示装置は、一般にマルチギャップ半透過型液晶表示装置と呼ばれている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
近年では、セルギャップを規定するためのスペーサとして、従来の球状スペーサよりもセルギャップの制御が容易であり、また光漏れ等のない均一な表示品位が得られる等の理由により、柱状スペーサ27をアレイ基板上に設けることが主流となりつつある。この場合、パネル全体でのセルギャップを均一にするために、表示領域31だけでなく、額縁領域32にも柱状スペーサ27を配置している。
【0011】
アレイ基板10上に柱状スペーサ27を設ける場合、その密着密度を保つために樹脂層の上に形成する必要がある。表示領域31内では、図5に示すように、画素の開口率に影響を与えないように補助容量線17の上に形成されるのが一般的である。したがって、補助容量線17上には、全面に凸部が設けられ、その上に柱状スペーサ27が形成されている。同様に、額縁領域32にも土台となる樹脂層が形成され、その上にセルギャップを均一にする目的で柱状スペーサ27が形成される。
【0012】
柱状スペーサ27となる樹脂層は、樹脂レジスト塗布、露光、現像、剥離の工程を経て形成される。このうち、レジスト塗布において、塗布面の凹凸はその塗布膜厚に大きく影響する。凹凸のある部分は、凹部の存在により塗布面が平坦な場合に比べて膜厚が薄くなるレベリングと呼ばれる現象がおこる。額縁領域32は凹凸がなく平坦であるが、表示領域31内には透過部33と反射部34とにより凹凸が存在するためレベリングが発生する。このため、表示領域31ではレベリングにより、額縁領域32と比較してレジストの塗布膜厚が薄くなり、表示領域31と額縁領域32とでは柱状スペーサの高さに違いが生じる。そして、このようなセルギャップ不良により、表示品位が低下するという不具合が生じていた。
【0013】
本発明の目的は、柱状スペーサの高さの違いに起因するセルギャップ不良をなくし、良好な表示品位を得ることができる液晶表示装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1の発明は、外光を反射して画像を表示する反射部と、バックライト光を透過して画像を表示する透過部とを有する画素電極が表示領域内に規則的に配置された第1の電極基板と、前記画素電極と相対する対向電極が全面に形成された第2の電極基板と、前記第1の電極基板の反射部に形成された凸部と、前記第1の電極基板の透過部に形成された凹部と、前記反射部に形成された凸部上に配置され前記第1及び第2の電極基板間の間隔を規定する、樹脂レジスト工程を経て形成された複数の柱状スペーサと、前記複数のスペーサにより間隔が規定された前記第1及び第2の電極基板間に充填された液晶層とを備える液晶表示装置において、前記表示領域外側の額縁領域に、前記画素電極の前記反射部に形成された凸部と同等の凸部、及び前記透過部に形成された凹部と同等の凹部がそれぞれ形成され、前記額縁領域に形成された凸部上に前記柱状スペーサが配置されていることを特徴とする。
【0015】
請求項2の発明は、請求項1において、前記額縁領域に形成された凹部の開口面積が前記透過部に形成された凹部の開口面積よりも広いことを特徴とする。
【0016】
好ましい形態として、前記額縁領域において、前記表示領域に近い部分にある凹部の開口面積を、前記表示領域の凹部の開口面積S1と同等とし、前記表示領域から離れるに従い、凹部の開口面積S2を徐々に広くする。
【0017】
請求項3の発明は、請求項1又は2において、前記額縁領域に形成された凹部に、スペーサとして機能しない突起が配置されていることを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる液晶表示装置の実施形態を添付の図面を参照しながら説明する。
【0021】
なお、本実施形態の説明で用いる概略断面図は図6に対応しているが、内部の構成は適宜省略している。
【0022】
図1は、第1の実施形態に係わる液晶表示装置の概略断面図である。この実施形態では、額縁領域32において、表示領域31の反射部34に形成された凸部29と同等の凸部36が形成されると共に、同じく表示領域31の透過部33に形成された凹部30と同等の凹部37が形成されている。図1に対応する概略平面図を図2に示す。ただし、図2と図1では、表示領域31と額縁領域32の位置、及び凹部37の配置等が異なる。
【0023】
額縁領域32に形成される凸部36と凹部37は、表示領域31の凸部29及び凹部30と同一のプロセスで形成することができる。また、額縁領域32の柱状スペーサ38は、凸部36の上に配置されている。
【0024】
上記構成によれば、額縁領域32に凸部36と凹部37とが形成されているため、レジスト塗布により柱状スペーサ27,38を形成した際に、額縁領域32のレジスト膜厚にもレベリングが生じる。すなわち、図1の破線39で示すように、柱状スペーサ27,38のレジスト塗布面は表示領域31も額縁領域32もほぼ等しい凹凸が生じることになるため、このレジストにより形成される柱状スペーサ27,38の高さもほぼ等しくなる。したがって、アレイ基板と対向基板とを貼り合わせた際に、柱状スペーサ27,38の高さの違いによるセルギャップ不良を生じることがなく、良好な表示品位を得ることができる。
【0025】
図3は、第2の実施形態に係わる液晶表示装置の概略断面図である。この実施形態では、額縁領域32に形成した凹部37の開口面積S2が、表示領域31に形成した凹部30の開口面積S1よりも広くなるように構成されている。その他の構成は図1と同じであり、同等部分を同一符号で示している。
【0026】
上記構成によれば、レジスト塗布により柱状スペーサ27,38を形成した際に、表示領域31のレジスト膜厚よりも、額縁領域32のレジスト膜厚の方により大きくレベリングが生じる。すなわち、図2の破線39で示すように、柱状スペーサ27,38のレジスト塗布面は表示領域31よりも額縁領域32の方が凹み大きくなるため、このレジストにより形成される柱状スペーサ38の高さは、柱状スペーサ27よりも低くなる。
【0027】
通常、アレイ基板と対向基板との貼り合わせにおいて、両基板に挟まれた柱状スペーサは、その上部がわずかに潰れ、パネル全体でほぼ均一なセルギャップとなる。しかし、柱状スペーサ38の潰れは、基板周囲を被っているシール材35の影響を受けやすく、シール材35に近いほど潰れにくくなる。このため、柱状スペーサ27,38をほぼ同一の高さに形成したとしても、基板を貼り合わせた後では、表示領域31の柱状スペーサ27よりも、額縁領域32の柱状スペーサ38の方が高くなり、セルギャップ不良を生じることがある。
【0028】
これに対し第2の実施形態では、レジスト塗布面の凹みが、表示領域31よりも額縁領域32の方が大きいため、基板を貼り合わせた際に、額縁領域32の柱状スペーサ38はシール材35の影響を受けにくくなり、貼り合わせ後のセルギャップをパネル全体でほぼ均一にすることができる。したがって、セルギャップ不良を生じることがなく、良好な表示品位を得ることができる。
【0029】
なお、柱状スペーサ38はシール材35に近づくにつれて潰れにくくなるため、額縁領域32において、表示領域31に近い部分にある凹部37の開口面積S2を、表示領域31の凹部30の開口面積S1と同等とし、表示領域31から離れるに従い凹部37の開口面積S2を徐々に広くしてもよい。これにより、額縁領域32に配置される柱状スペーサ38のうち、表示領域31に近い部分に形成される柱状スペーサ38は表示領域31の柱状スペーサ27と同等の高さとなり、シール材35に近くなるにつれて、柱状スペーサ38の高さが徐々に低くなるようにすることができる。このような構成とすることにより、貼り合わせ後のセルギャップをパネル全体でより均一なものとすることができる。
【0030】
図4は、第3の実施形態に係わる液晶表示装置の概略断面図である。この実施形態では、額縁領域32に形成した凹部37に、図示しない対向基板と接触することがなく、スペーサとしては機能しない突起41が配置されている。この額縁領域32に形成される突起41は、柱状スペーサ27,38と同一のプロセスで形成することができる。その他の構成は図1と同じであり、同等部分を同一符号で示している。
【0031】
上記構成においても、先の実施形態と同様に、レジストにより形成される柱状スペーサ27,38の高さをほぼ等しくすることができるため、アレイ基板と対向基板とを貼り合わせた際に、柱状スペーサ27,38の高さの違いによるセルギャップ不良を生じることがなく、良好な表示品位を得ることができる。
【0032】
更に図3の構成によれば、額縁領域32の凹部37に突起41を配置したことにより、額縁領域32に配置される図示しないドライバ回路内の配線容量を減らすことができるため、低消費電力化と信号波形の遅延によるドライバ回路の誤動作を解消することができる。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、表示領域と額縁領域における柱状スペーサの高さの違いに起因するセルギャップ不良をなくすことができるので、液晶表示装置として良好な表示品位を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態に係わる液晶表示装置の概略断面図。
【図2】図1に対応する概略断面図。
【図3】第2の実施形態に係わる液晶表示装置の概略断面図。
【図4】第3の実施形態に係わる液晶表示装置の概略断面図。
【図5】半透過型液晶表示装置の画素構造を示す概略平面図。
【図6】図4のA領域に対応する概略断面図。
【符号の説明】
10…アレイ基板、11…ガラス基板、12…信号線、14…走査線、16…画素電極、17…補助容量線、18…透明電極、19…反射電極、22…対向基板、27,38…柱状スペーサ、28…液晶層、29,36…凸部、30,37…凹部、33…透過部、34…反射部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device having a reflective display region and a transmissive display region in one pixel, and more particularly to a substrate structure on the array side.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as a liquid crystal display device assumed to be used outdoors, a transflective liquid crystal display device having a reflective display region (hereinafter referred to as a reflective portion) and a transmissive display region (hereinafter referred to as a transmissive portion) in one pixel is often used. It has been. In this transflective liquid crystal display device, an image is displayed by using a reflection part as external light and a transmission part as backlight light source.
[0003]
FIG. 5 is a schematic plan view showing a pixel structure of the transflective liquid crystal display device, and FIG. 6 is a schematic cross-sectional view corresponding to a region A in FIG.
[0004]
Here, the main components will be described, and the configuration and description of other components will be omitted. Hereinafter, a description will be given with reference to FIGS.
[0005]
The
[0006]
In each pixel, the
[0007]
On the other hand, the counter substrate 22 is composed of a
[0008]
The
[0009]
By the way, in the transflective liquid crystal display device, the path through which light passes through the
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, as a spacer for defining the cell gap, the
[0011]
When the
[0012]
The resin layer that becomes the
[0013]
An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of eliminating a cell gap defect caused by a difference in height of columnar spacers and obtaining a good display quality.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is directed to a pixel electrode having a reflection part that reflects external light and displays an image and a transmission part that transmits backlight and displays an image. A first electrode substrate regularly disposed on the second electrode substrate, a second electrode substrate having a counter electrode opposed to the pixel electrode formed on the entire surface, and a convex portion formed on a reflective portion of the first electrode substrate And a resin resist process that defines a gap between the first electrode substrate and the concave portion formed in the transmissive portion of the first electrode substrate and the convex portion formed in the reflective portion. A liquid crystal display device comprising: a plurality of columnar spacers formed through a plurality of columnar spacers; and a liquid crystal layer filled between the first and second electrode substrates that are defined by the plurality of spacers. Formed in the reflective area of the pixel electrode in the frame area Equivalent convex portion and convex portion, and the formed transparent portion recesses equivalent recesses are respectively formed, characterized in that the columnar spacers on the convex portions formed in the frame region is located And
[0015]
The invention of
[0016]
As a preferred form, in the frame region, the opening area of the recess in the portion close to the display region is made equal to the opening area S1 of the recess of the display region, and the opening area S2 of the recess gradually increases as the distance from the display region increases. Make it wide.
[0017]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, a projection that does not function as a spacer is disposed in the concave portion formed in the frame region .
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a liquid crystal display device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
[0021]
The schematic cross-sectional view used in the description of the present embodiment corresponds to FIG. 6, but the internal configuration is omitted as appropriate.
[0022]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal display device according to the first embodiment. In this embodiment, in the
[0023]
The
[0024]
According to the above configuration, since the
[0025]
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the liquid crystal display device according to the second embodiment. In this embodiment, the opening area S2 of the
[0026]
According to the above configuration, when the
[0027]
Normally, in the bonding of the array substrate and the counter substrate, the columnar spacers sandwiched between the two substrates are slightly crushed at the top, resulting in a substantially uniform cell gap throughout the panel. However, the
[0028]
On the other hand, in the second embodiment, the dent of the resist coating surface is larger in the
[0029]
Since the
[0030]
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device according to the third embodiment. In this embodiment, a
[0031]
Also in the above configuration, since the
[0032]
Further, according to the configuration of FIG. 3, since the
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to eliminate a cell gap defect caused by a difference in the height of the columnar spacers in the display area and the frame area, so that it is possible to obtain a good display quality as a liquid crystal display device. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view corresponding to FIG.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a liquid crystal display device according to a second embodiment.
FIG. 4 is a schematic sectional view of a liquid crystal display device according to a third embodiment.
FIG. 5 is a schematic plan view showing a pixel structure of a transflective liquid crystal display device.
6 is a schematic cross-sectional view corresponding to a region A in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記表示領域外側の額縁領域に、前記画素電極の前記反射部に形成された凸部と同等の凸部、及び前記透過部に形成された凹部と同等の凹部がそれぞれ形成され、前記額縁領域に形成された凸部上に前記柱状スペーサが配置されていることを特徴とする液晶表示装置。A first electrode substrate in which pixel electrodes having a reflective portion that reflects external light and displays an image and a transmissive portion that transmits backlight and displays an image are regularly arranged in the display region; A second electrode substrate having a counter electrode facing the pixel electrode formed on the entire surface; a convex portion formed on a reflective portion of the first electrode substrate; and a transmissive portion of the first electrode substrate. A plurality of columnar spacers formed through a resin resist coating process that is disposed on the convex portions formed on the reflecting portion and defines a distance between the first and second electrode substrates , and the plurality of columnar spacers. In a liquid crystal display device comprising a liquid crystal layer filled between the first and second electrode substrates, the interval of which is defined by a spacer of
A convex portion equivalent to the convex portion formed in the reflective portion of the pixel electrode and a concave portion equivalent to the concave portion formed in the transmissive portion are formed in the frame region outside the display region, respectively. A liquid crystal display device , wherein the columnar spacers are disposed on the formed protrusions .
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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